Antena direcțională "Canalul Wave"
Antenele direcționale permit obținerea unei eficiențe sporite a postului de radio. Pe o stație radio CB, o antenă este de obicei utilizată pentru recepție și transmitere, astfel încât o antenă direcțională care are un anumit câștig dă un câștig atît la recepție, cît și la transmisie.
Câștigul în modul de transmisie este acela că nivelul semnalului recepționat de corespondent va fi mai mare cu valoarea câștigului de antenă. În modul de recepționare, semnalul primit va fi, de asemenea, mai mare decât valoarea câștigului antenei, dar în plus și mai mult zgomot atenuat vor veni din alte decât direcția semnalului util direcții. Acest câștig este adesea cel mai important din punct de vedere al eficienței comunicării, astfel încât setarea antenei nu pe un câștig maxim, iar raportul maxim de amplificare în direcțiile înainte și înapoi. Una dintre cele mai răspândite tipuri de antene direcționale este antena "canal de undă" sau "Yagi" de către unul dintre inventatori. Designul antenei cu 4 elemente "canal de undă" este prezentat în Fig. 1.25.
Așa cum se poate vedea din figură, antena "canal de undă" este un sistem de vibratoare amplasat pe un braț comun de transport. Datorită lungimilor diferite, elementele au diferite frecvențe rezonante. Selectând lungimea elementelor și poziționarea lor relativă, se poate realiza amplificarea radiației într-o direcție. Lungimea vibratorului la care este conectat cablul de alimentare este selectat pentru a oferi rezonanță la frecvența de operare. Element având o lungime ceva mai mare decât vibratorul, oferă o reflectare a undei electromagnetice în direcția vibratorului și se numește reflector. Elementele care sunt oarecum mai scurte decât vibratorul asigură o focalizare suplimentară a radiațiilor și măresc direcția antenei și sunt numite directori. În general, elementele constituie un sistem rezonant complex în care sunt furnizate parametrii necesari pentru antenă. Calculele și experiența de operare arată că este imposibil să se asigure optimizarea tuturor parametrilor simultan. Astfel, atunci când se ajustează la câștigul maxim, atenuarea în direcția inversă și banda de frecvență cu valoarea SWR admisibilă scade. Când se reglează raportul maxim dintre câștigul înainte / înapoi, câștigul în direcția înainte cade. În Fig. 1.26 arată o antenă cu dimensiuni care oferă un compromis destul de bun pentru toți parametrii.
În primul rând, simularea pe calculator a acestei antene a rezolvat problema obținerii unei lățimi de bandă de cel puțin 2 grile. O antenă de bandă largă este mai ușor de configurat și este mai ușor să se obțină un rezultat bun atunci când se face acasă. Cele mai multe antene industriale sunt, de asemenea, optimizate pentru passband, menținând în același timp un câștig suficient de mare. Parametrii principali ai antenei sunt arătați în Fig. 1.27.
Așa cum se poate vedea din figură, antena are un SWR mai mic de 2 în banda de 1,4 MHz. Această bandă se suprapune cu o marjă permisă grilă C și D. Câștigul de lățime de bandă nu este mai mică de 9 dBi (la amplasarea antenei în spațiu liber). Raportul de câștig înainte / înapoi este de aproximativ 15 dB. În Fig. 1.28 prezintă modelul antenei în plan orizontal. Modelul de directivitate în plan vertical depinde în mare măsură de înălțimea de montare a antenei și de conductivitatea la sol. Când instalați antena pe acoperișul conductiv al clădirii (inclusiv betonul armat), acoperișul va fi și "pământul". Din cauza reflecție de la „sol“ va avea un câștig mai mare și antenă de model radiații în plan vertical, va fi mai acută decât modelul de radiație al antenei în spațiu liber. Figurile 1.29 până la 1.31 prezintă modele de radiații verticale cu o înălțime a antenei de 1/2, 3/4 și 1 lungime de undă.
Trebuie remarcat faptul că în condiții reale pământul nu are o conductivitate ideală și atunci când se reflectă de la sol, vor exista pierderi de putere radiată a antenei. Câștigul antenei în aceste condiții va fi mai mic decât cel calculat, iar modelul de directivitate (în plan vertical) este mai mare.
În funcție de diametrul țevilor utilizate, de înălțimea instalației deasupra solului și de alte condiții locale, dimensiunile pot diferi ușor de cele indicate. Antena, firește, poate fi reglată la alte frecvențe din apropiere prin schimbarea proporțională a tuturor dimensiunilor. Designul antenei permite această ajustare. Antena este o construcție din metal realizată din țevi duraline cu pereți subțiri. Ca braț purtător se utilizează o țeavă cu un diametru de aproximativ 50 mm. Elementele sunt alcătuite din țevi de două diametre. Partea centrală de aproximativ 3 metri lungime este realizată dintr-o țeavă cu un diametru de 20 mm. Parțile finale ale elementelor sunt realizate dintr-un tub mai subțire. Diametrul acestei țevi este ales astfel încât să pătrundă dens în partea centrală. Pentru a fixa îmbinarea într-o conductă mai groasă, un fierăstrău este făcut într-o conductă mai groasă la o adâncime de 30 mm. Tubul subțire este introdus în mai gros de cel puțin 300 mm (pentru a asigura o rezistență și o posibilă ajustare ulterioară) și cu motor jug diametru adecvat întreaga structură este sigilată. Proiectarea unității pentru fixarea elementelor pe braț este prezentată în Fig. 1.32.
Fixarea U șuruburi mai preferabil, din punct de vedere al rezistenței structurale, astfel încât dacă puteți utiliza o zonă mai mare secțiune transversală (50x50), este recomandabil să nu perforarea elementele de antenă și să aplice U șuruburi pentru montare. Metoda de fixare pe pilon sau dispozitiv rotativ este determinată în principal de caracteristicile de proiectare ale acestora și nu este luată în considerare aici.
După asamblarea antenei, toate conexiunile filetate trebuie protejate cu vopsea sau etanșant. Acest lucru va împiedica deșurubarea spontană a piulițelor și, pe de altă parte, va permite, dacă este necesar, deșurubarea piulițelor după o lungă ședere a antenei sub cerul deschis.
După asamblarea antenei este necesar să se asigure alinierea acesteia cu cablul. În Fig. 1.33 arată dependența complexă a antenei de frecvență. Simbolul X indică o frecvență de 27,9 MHz, iar simbolul 0 indică o frecvență de 26,9 MHz. Linia curbată care leagă aceste puncte este un grafic al dependenței impedanței complexe a antenei de frecvență. Intersecția acestei curbe a scalei rezistenței active (linia verticală) arată rezistența antenei la rezonanță - 32,5 Ohm. Cercul în centrul modelului limitează zona în care impedanța de intrare se potrivește cu antena VSWR mai mică de 2 atunci când este conectată 50 ohm cablu (în acest caz vibrator este divizat). Cu toate acestea, în acest caz, un SWR acceptabil nu este asigurat în întregul interval de frecvență specificat. Pentru o coordonare corectă, este recomandabil să folosiți unul dintre dispozitivele potrivite. În Fig. 1.35 arată dependența
impedanța complexă a antenei cu un dispozitiv de potrivire de la frecvență, cu condiția să fie corect coordonată cu un cablu de 50 ohmi la o frecvență de 27,4 MHz. În acest caz, SWR în întregul interval de frecvență al antenei este mai mic de 2.
Pentru a potrivi antena cu cablul, se utilizează un dispozitiv de potrivire gamma. În Fig. 1.34 este o diagramă a acestui dispozitiv și sunt date dimensiunile necesare.
Construcția dispozitivului de potrivire gamma este prezentată în Fig. 1.36. Lungimea tubului subțire este de 600 mm, ceva mai mare decât valoarea indicată în Fig. 1,34 datorită particularităților condensatorului aplicat. Condensatorul C1 al dispozitivului de potrivire gamma are o structură coaxială. De la o secțiune de 50 ohmi
Cablul coaxial cu lungimea de 600 mm îndepărtează mantaua protectoare și panglica de cupru. Pe de o parte, un izolator interior este îndepărtat la o distanță de 20 mm. Conductorul intern este expus și sudat la conectorul SO-239. Apoi, această bucată de cablu este introdusă în tubul subțire. Suportul și podul sunt realizate dintr-o foaie de aluminiu moale cu o grosime de aproximativ 1,5 mm. Suportul de fixare este fixat cu o ac de păr în formă de U, care fixează vibratorul la braț.
Antena este reglată la SWR minim la 27,4 MHz prin mișcarea jumperului. După ajustare, șuruburile de fixare de pe pod sunt strânse și protejate cu etanșare sau vopsea. Trebuie remarcat faptul că tuning-ul antenei trebuie efectuat la altitudinea la care va fi operată în continuare. Prin urmare, structura catargului cu un dispozitiv rotativ trebuie să asigure posibilitatea ridicării și coborârii multiple a antenei.
În concluzie, trebuie remarcat faptul că fabricarea de antene direcționale complexe poate fi recomandată amatorilor cu experiență care au cunoștințele și experiența necesare în construcția și funcționarea antenelor. Începătorii ar trebui să respecte regula "de la simplu la complex".
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: